材料科学基础电子教案全套课件.pptx

固态相变;固态相变;固态相变;2. 界面能;5. 惯习面;1. 按热力学分类 一级相变和二级相变 ;因为 ;;;由于;扩散型相变 脱溶沉淀、调幅分解、共析转变等;3. 按相变方式分类 有核相变和无核相变;三、固态相变的形核 1. 均匀形核;固态相变;形成临界晶核必须首先克服形核势垒△G*， △G*称为临界晶核的形核功 △G*= γαβ、 △GE减小，均可降低△G*，有利于新相形核。;;;;四、晶核的长大;对于冷却过程中发生的相变，当相变温度较高时原子扩散速率较快，但过冷度和相变驱动力较小，晶核长大速率的控制因素是相变驱动力；相变温度较低时，过冷度和相变驱动力较大，原子的扩散速率将成为晶核长大的控制因素。;固态相变;五、固态相变动力学;非均匀形核的形核率及受扩散控制的长大速率随时间而变化，此类相变的动力学用Avrami方程描述： f(τ)=1-exp(-Bτn);2. 等温转变动力学图;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;过饱和固溶体、溶解度 固溶处理 时效：过饱和固溶体在室温或较高温度保留一段时间，有第二相从基体中析出的过程。;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;2.不连续沉淀;三、沉淀强化机制;四、调幅分解; 非稳态区内，任何微量的成分起伏都会使系统的自由焓下降，意味着位于失稳分解线以内（非稳态区）的固溶体发生分解不存在热力学势垒，无需形核便会以调幅分解的方式使成分波幅不断增大。 位于失稳分界线之外（介稳态区）的固溶体，成分的微量起伏都会引起系统自由焓的上升，因而不能发生调幅分解。;2.调幅结构与材料性能;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;奥氏体化的过程是?/?界面向?内、Fe3C/?界面向Fe3C内移动的过程。由长大速度决定，铁素体总是先消失。当残余Fe3C全部溶解后，?达到P成分。 Fe3C刚消失时，C浓度不均匀，经过一段时间扩散后，达到成分均匀分布的?相。;亚共析钢（P＋ ?） ;3.奥氏体化影响因素;第二点： Cr，Mo， W， V，Ti等C化物形成元素，? C的扩散速度， ?奥氏体化速率 Co，Ni等非C化物形成元素，? C的扩散速度， ?奥氏体化速率;碳化物越弥散分布，Fe3C与? 界面数目越多，C扩散距离越小，奥氏体化越快； 若为球状碳化物，奥氏体化速度最慢;;1. 奥氏体晶粒度 (N);（3）合金元素（碳化物形成元素）;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;;固态相变;第四章第六节;固态相变;固态相变;1. 上贝氏体(B上） 形成温度较高，多在奥氏体晶界成核，自晶界的一侧或两侧向晶内长大，呈羽毛状特征。典型B上的贝氏体铁素体的惯习面为{111}f，符合K-S关系。;上贝氏体(B上） 多在奥氏体晶界成核，自晶界的一侧或两侧向晶内长大，呈羽毛状特征。;2. 下贝氏体（B下) 针状或片状贝氏体铁素体内分布呈一定角度排列的ε-碳化物，各下贝氏体之间都有一定的交角，立体形貌呈透镜片状。亚结构为位错，贝氏体铁素体与奥氏体的取向关系为K-S关系,惯习面有{110}f, {254}f，{569}f等。;3. 粒状贝氏体 一般是在稍高于上贝氏体的形成温度下形成，由条状贝氏体铁素体与岛状物组成，岛状物多为马氏体和奥氏体，称M-A岛。 ;粒状贝氏体：贝氏体铁素体＋岛状物（M-A岛） ;;5. 准上贝氏体 由条状贝氏体铁素体和条间的残余奥氏体薄膜组成。;;固态相变;1. 高温范围的转变 在较高温度范围内，碳过饱和度较小，贝氏体铁素体形成后，过饱和的碳可以通过界面迅速进入奥氏体，并迅速向纵深扩散。若奥氏体的碳含量不高，不会析出碳化物，于是得到贝氏体铁素体及碳富化的奥氏体，即无碳化物贝氏体。;2. 中间温区的转变 界面附近的奥氏体中的碳含量将伴随着贝氏体铁素体的生长而显著升高，当奥氏体中析出碳化物，形成羽毛状上贝氏体。;1. 贝氏体转变的热力学 贝氏体形成时应变能小于马氏体转变时的应变能，而大于珠光体转变时的应变能，贝氏体转变的上限温度Bs与B0之间的温度差小于T0-Ms，而大于A1-Ar1。;;固态相变;1. 贝氏体的强度 下贝氏体中碳化物颗粒小、数量多、分布均匀，对合金强化的贡献较大；上贝氏体的强度比下贝氏体的强度低。;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;;固态相变;;透镜状马氏体的亚结构主要为孪晶，在边缘区 存在着高密度的位错，中脊为高密度微细孪晶;固态相变;薄片状马氏体;固态相变;固态相变;固态相变;固态相变;2.形核